JP7240523B2 - Low-temperature burning hydrate fuel in gas generant formulations for automotive airbag applications - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年3月29日に出願された米国特許出願第16/369,609号の優先権を主張するものであり、本出願は参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority to U.S. patent application Ser. incorporated into.

本開示は、約140℃以上の水放出温度を有する熱的に安定な水和物を含む、低温燃焼ハイドレート燃料を有する自動車の膨張式拘束システム用のガス発生剤組成物に関する。 FIELD OF THE DISCLOSURE The present disclosure relates to gas generant compositions for inflatable restraint systems of motor vehicles having cold burning hydrate fuels comprising a thermally stable hydrate having a water release temperature of about 140° C. or higher.

本セクションは、必ずしも先行技術ではない本開示に関連する背景技術情報を提供する。 This section provides background information related to the present disclosure that is not necessarily prior art.

受動的膨張式拘束システムは、自動車などの様々用途で25年以上使用されている。特定のタイプの受動的膨張式拘束システムは、例えば、火工式ガス発生剤を使用してエアバッグクッション(ガスイニシエータ及びインフレータなど)を膨らませたり、シートベルトテンショナー(マイクロガス発生器など)を作動させたりすることで乗員の負傷を最小限に抑える。自動車エアバッグインフレータの性能及び安全性の要件は、乗客の安全性を高めると同時に、機能性の向上と製造コストの削減に努めるよう、継続的に高まっている。 Passive inflatable restraint systems have been used for over 25 years in various applications such as automobiles. Certain types of passive inflatable restraint systems, for example, use pyrotechnic gas generants to inflate airbag cushions (such as gas initiators and inflators) and actuate seat belt tensioners (such as micro gas generators). Minimize occupant injuries by Performance and safety requirements for automotive airbag inflators continue to increase in an effort to increase passenger safety while striving to improve functionality and reduce manufacturing costs.

適切なガス発生剤は、膨張装置に必要な仕事インパルスを達成するために、所望の時間間隔で高い質量流量率で十分に高いガス出力を提供する。ガス発生剤の性能を最適化し、システムコストを削減する1つの方法は、ガス発生剤配合物の燃焼火炎温度を下げることである。ガス温度は発生ガスが実行できる仕事量に影響を与えるため、これは直感に反するように思われる。しかし、燃焼及び関連する熱的損傷がもたらされ得るため、高いガス温度は望ましくない場合がある。更に、高いガス温度はまた、熱伝達に対するガスの過度の依存又は感度、及び過度に急速な収縮プロファイルにつながる可能性があり、それは望ましくない場合がある。高い燃焼火炎温度の影響を軽減するために(例えば、本開示の目的のために、高い火炎温度は、燃焼時に1700Kを超えるものと見なされ得る)、インフレータの質量のかなりの部分は、フィルタリングシステムと組み合わせてヒートシンクに追いやられることが多くの場合にある。それは、インフレータの重量に悪影響を及ぼし、ひいてはシステムの効率に悪影響を及ぼす。 A suitable gas generant provides a sufficiently high gas output at a high mass flow rate for the desired time interval to achieve the required work impulse of the inflator. One way to optimize gas generant performance and reduce system cost is to reduce the combustion flame temperature of the gas generant formulation. This seems counterintuitive as the gas temperature affects the amount of work the evolved gas can perform. However, high gas temperatures may be undesirable because combustion and associated thermal damage can result. Additionally, high gas temperatures can also lead to excessive reliance or sensitivity of the gas to heat transfer and overly rapid shrinkage profiles, which may be undesirable. To mitigate the effects of high combustion flame temperatures (e.g., for the purposes of this disclosure, high flame temperatures may be considered to be greater than 1700 K at combustion), a significant portion of the mass of the inflator is used in filtering systems. are often relegated to heat sinks in combination with It adversely affects the weight of the inflator and thus the efficiency of the system.

特定の態様では、フロントエンドアプリケーションで使用されるガス発生剤配合物の望ましい燃焼火炎温度は、約1900K(1,627℃)未満、最適には約1400K(1,127℃)から約1600K(1,327℃)であり得る。燃焼火炎温度に加えて、インフレータの効率(したがってそのサイズと重量)を改良するのに役立つ他の2つの重要なガス発生剤の特性は、ガス発生剤のガス収率(モル/100グラムの配合)と、ガス流から容易にフィルタリングされる大きな固結塊にとどまる、固体燃焼生成物の能力(スラグ性)である。 In certain aspects, the desired combustion flame temperature for gas generant formulations used in front-end applications is less than about 1900 K (1,627° C.), optimally from about 1400 K (1,127° C.) to about 1600 K (1,627° C.). , 327° C.). In addition to combustion flame temperature, two other important gas generant properties that help improve the efficiency of the inflator (and hence its size and weight) are the gas yield of the gas generant (moles/100 grams of formulation). ) and the ability of solid combustion products to remain in large lumps that are easily filtered from the gas stream (slag).

新しい高度なインフレータ設計では、フィルタ構成要素及びヒートシンクの要件を可能な限り削減又は最小化することが望ましい。それらの新しい設計の一部として、新しい低温燃焼ガス発生剤の配合は、ヒートシンクの要件を削減し、性能を向上させるため、有利である。約1700K(1,427℃)未満のガス発生剤火炎温度は、衝突時に自動車の乗員に火傷や負傷のリスクを与えることなく、適切な拘束と保護を提供する方法で動作するフィルタリングを低減したインフレータ装置を可能にすることが示されている。したがって、自動車エアバッグ用途のガス発生剤配合物において、高い質量流量率及び比較的低い火炎温度で高いガス出力を達成することが望ましい。 In new advanced inflator designs, it is desirable to reduce or minimize filter component and heat sink requirements as much as possible. As part of their new design, new low temperature combustion gas generant formulations are advantageous because they reduce heat sink requirements and improve performance. Gas generant flame temperatures below about 1700 K (1,427° C.) reduce filtering inflators that operate in a manner that provides adequate restraint and protection without risk of burns or injury to vehicle occupants in a crash. It has been shown to enable the device. Therefore, it is desirable to achieve high gas output at high mass flow rates and relatively low flame temperatures in gas generant formulations for automotive airbag applications.

本セクションは、開示の全般的な要約を提供するものであり、その全範囲又は全ての機能の包括的な開示ではない。 This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all features.

有利に、特定の変形例における本開示は、低温燃焼ハイドレート燃料を含む自動車の膨張式拘束システムのためのガス発生剤組成物を提供する。低温燃焼ハイドレート燃料は、炭素、水素、酸素、及び遷移金属を含む。低温燃焼ハイドレート燃料は、
(i)アミド、イミド、ヒドロキシル、カルボン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの官能基を含み、
(ii)約0.5以上の酸素対炭素のモル比を有し、
(iii)少なくとも半個の水分子の水和を含み、
(iv)少なくとも約-400キロジュール/モルの発熱の生成熱を有する有機化合物の遷移金属塩又は有機化合物の遷移金属錯塩である。
Advantageously, the present disclosure in certain variations provides a gas generant composition for an automotive inflatable restraint system comprising a cold burning hydrate fuel. Cold-burning hydrate fuels contain carbon, hydrogen, oxygen, and transition metals. Cold-burning hydrate fuel is
(i) contains at least one functional group selected from the group consisting of amide, imide, hydroxyl, carboxylic acid, and combinations thereof;
(ii) has a molar ratio of oxygen to carbon of greater than or equal to about 0.5;
(iii) hydration of at least half of the water molecules;
(iv) a transition metal salt or transition metal complex of an organic compound having an exothermic heat of formation of at least about −400 kilojoules/mole;

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は窒素を更に含む。 In certain embodiments, the cold burning hydrate fuel further comprises nitrogen.

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料の水放出温度は、示差走査熱量測定(DSC)で、加熱速度5℃/分間、許容誤差±0.1℃/分間で測定した場合、約140℃以上である。 In certain aspects, the water release temperature of the cold-burning hydrate fuel is about 140° C. or greater as measured by differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 5° C./minute and a tolerance of ±0.1° C./minute. is.

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。 In certain aspects, the cold burning hydrate fuel is selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof.

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約50重量%以下で存在する。 In certain embodiments, the cold burning hydrate fuel is present at about 5% or more and about 50% or less by weight of the gas generant composition.

更なる特定の態様では、ガス発生剤は、全ガス発生剤組成物の約10重量%以上から約50重量%以下で存在する共燃料を更に含む。ガス発生剤はまた、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する酸化剤を含む。ガス発生剤は、全ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在する1つ以上のガス発生剤添加剤を更に含む。 In a further particular embodiment, the gas generant further comprises a co-fuel present at greater than or equal to about 10% and less than or equal to about 50% by weight of the total gas generant composition. The gas generant also includes an oxidizing agent present at greater than or equal to about 25% and less than or equal to about 70% by weight of the total gas generant composition. The gas generant further comprises one or more gas generant additives present from 0% or more to about 15% or less by weight of the total gas generant composition.

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下で存在する。 In certain aspects, the cold-burning hydrate fuel is present at greater than or equal to about 5% and less than or equal to about 30% by weight of the gas generant composition.

特定の態様では、ガス発生剤組成物は、約1400K(1,127℃)以上から約1700K(1,427℃)以下の燃焼時の最高火炎温度(T)を有する。 In certain aspects, the gas generant composition has a maximum flame temperature (T c ) during combustion of greater than or equal to about 1400 K (1,127° C.) and less than or equal to about 1700 K (1,427° C.).

特定の態様では、ガス発生剤組成物は、
(i)約5.7モル/100cm以上のガス発生剤組成物のガス収率、
(ii)約10メガパスカル(MPa)の圧力で毎秒約18mm以上の線形燃焼速度、又は
(iii)約0.35以下の線形燃焼速度圧力指数のうち1つ以上を有する。
In certain aspects, the gas generant composition comprises:
(i) a gas yield of the gas generant composition greater than or equal to about 5.7 moles/100 cm 3 ;
(ii) a linear burn rate of greater than or equal to about 18 mm per second at a pressure of about 10 megapascals (MPa); or (iii) a linear burn rate pressure index of less than or equal to about 0.35.

特定の態様では、ガス発生剤組成物は、硝酸グアニジン、5,5’-ビテトラゾール二アンモニウム(DABT)、二硝酸銅ビスグアニル尿素、硝酸ヘキサミンコバルト(III)、銅ジアンミンビテトラゾール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される共燃料を更に含む。 In certain embodiments, the gas generant composition comprises guanidine nitrate, 5,5'-bitetrazole diammonium (DABT), copper bisguanyl urea dinitrate, hexamine cobalt (III) nitrate, copper diammine bitetrazole, and combinations thereof. and a co-fuel selected from the group consisting of

特定の態様では、ガス発生剤組成物は、塩基性硝酸銅、アルカリ金属又はアルカリ土類金属硝酸塩、過塩素酸アルカリ金属塩、過塩素酸アルカリ土類金属塩、又は過塩素酸アンモニウム塩、金属酸化物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される酸化剤を更に含む。 In certain embodiments, the gas generant composition comprises a basic copper nitrate, an alkali metal or alkaline earth metal nitrate, an alkali metal perchlorate, an alkaline earth metal perchlorate, or an ammonium perchlorate, a metal Further comprising an oxidizing agent selected from the group consisting of oxides, and combinations thereof.

特定の態様では、ガス発生剤組成物は、全ガス発生剤組成物の約15重量%以上から約50重量%以下で存在する硝酸グアニジンを含む共燃料と、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する塩基性硝酸銅を含む酸化剤とを含む。 In certain embodiments, the gas generant composition comprises a co-fuel comprising guanidine nitrate present at greater than or equal to about 15% and less than or equal to about 50% by weight of the total gas generant composition and and an oxidizing agent comprising basic copper nitrate present in greater than or equal to about 70 weight percent and less than or equal to about 70 weight percent.

有利に、特定の他の変形例における本開示は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される低温燃焼ハイドレート燃料を含む自動車の膨張式拘束システムのための低温燃焼ガス発生剤組成物を提供する。燃焼時の低温燃焼ガス発生剤組成物の最高火炎温度(T)は、約1700K(1,427℃)以下である。 Advantageously, the present disclosure, in certain other variations, provides a low temperature hydrate selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. A low temperature combustion gas generant composition for an automotive inflatable restraint system containing combustion hydrate fuel is provided. The maximum flame temperature (T c ) of the low temperature combustion gas generant composition upon combustion is about 1700 K (1,427° C.) or less.

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は、低温燃焼ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約50重量%以下で存在する。 In certain aspects, the cold-burning hydrate fuel is present at greater than or equal to about 5% and less than or equal to about 50% by weight of the cold-burning gas generant composition.

特定の態様では、低温燃焼ガス発生剤組成物は、全ガス発生剤組成物の約10重量%以上から約50重量%以下で存在する共燃料を含む。低温燃焼ガス発生剤組成物はまた、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する酸化剤を含む。低温燃焼ガス発生剤組成物はまた、全ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在する1つ以上のガス発生剤添加剤を含む。 In certain embodiments, the low temperature combustion gas generant composition comprises a co-fuel present at greater than or equal to about 10% and less than or equal to about 50% by weight of the total gas generant composition. The low temperature combustion gas generant composition also includes an oxidizer present at greater than or equal to about 25% and less than or equal to about 70% by weight of the total gas generant composition. The low temperature combustion gas generant composition also includes one or more gas generant additives present from 0% or more to about 15% or less by weight of the total gas generant composition.

特定の態様では、低温燃焼ガス発生剤組成物は、
(i)約5.7モル/100cm以上の低温燃焼ガス発生剤組成物のガス収率、
(ii)約10メガパスカル(MPa)の圧力で毎秒約18mm以上の線形燃焼速度、又は
(iii)約0.35以下の線形燃焼速度圧力指数のうち1つ以上を有する。
In certain aspects, the low temperature combustion gas generant composition comprises:
(i) a gas yield of the low temperature combustion gas generant composition of at least about 5.7 moles/100 cm 3 ;
(ii) a linear burn rate of greater than or equal to about 18 mm per second at a pressure of about 10 megapascals (MPa); or (iii) a linear burn rate pressure index of less than or equal to about 0.35.

特定の態様では、低温燃焼ガス発生剤組成物は、硝酸グアニジン、5,5’-ビテトラゾール二アンモニウム(DABT)、二硝酸銅ビスグアニル尿素、硝酸ヘキサミンコバルト(III)、銅ジアンミンビテトラゾール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される共燃料を更に含む。低温燃焼ガス発生剤組成物はまた、塩基性硝酸銅、アルカリ金属又はアルカリ土類金属硝酸塩、過塩素酸アルカリ金属塩、過塩素酸アルカリ土類金属塩、又は過塩素酸アンモニウム塩、金属酸化物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される酸化剤を含む。 In certain aspects, the low temperature combustion gas generant composition comprises guanidine nitrate, 5,5'-bitetrazole diammonium (DABT), copper bisguanyl urea dinitrate, hexamine cobalt (III) nitrate, copper diammine bitetrazole, and and a co-fuel selected from the group consisting of combinations of The low temperature combustion gas generant composition may also contain a basic copper nitrate, an alkali metal or alkaline earth metal nitrate, an alkali metal perchlorate, an alkaline earth metal perchlorate, or an ammonium perchlorate, a metal oxide , and combinations thereof.

有利に、特定の更なる変形例における本開示は、シアヌル酸銅二水和物と、硝酸グアニジンを含む共燃料と、塩基性硝酸銅を含む酸化剤と、1つ以上のガス発生剤添加剤とを含む自動車の膨張式拘束システム用の低温燃焼ガス発生剤組成物を提供し、ここで燃焼時の最高火炎温度(T)は約1700K(1,427℃)以下である。 Advantageously, the present disclosure in certain further variations provides copper cyanurate dihydrate, a co-fuel comprising guanidine nitrate, an oxidizing agent comprising basic copper nitrate, and one or more gas generant additives. wherein the maximum flame temperature (T c ) during combustion is less than or equal to about 1700 K (1,427° C.).

特定の態様では、シアヌル酸銅二水和物は、低温燃焼ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下で存在する。硝酸グアニジンを含む共燃料は、全低温燃焼ガス発生剤組成物の約15重量%以上から約50重量%以下で存在する。塩基性硝酸銅を含む酸化剤は、全低温燃焼ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する。更に、1つ以上のガス発生剤添加剤は、全低温燃焼ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在する。 In certain aspects, the copper cyanurate dihydrate is present at greater than or equal to about 5% and less than or equal to about 30% by weight of the low temperature gas generant composition. A co-fuel comprising guanidine nitrate is present at greater than or equal to about 15 weight percent and less than or equal to about 50 weight percent of the total low temperature combustion gas generant composition. The oxidizing agent, including basic copper nitrate, is present at greater than or equal to about 25 weight percent and less than or equal to about 70 weight percent of the total low temperature combustion gas generant composition. Additionally, the one or more gas generant additives are present at from 0% or more to about 15% or less by weight of the total low temperature burning gas generant composition.

特定の態様では、低温燃焼ガス発生剤組成物は、
(i)約5.7モル/100cm以上の低温燃焼ガス発生剤組成物のガス収率、
(ii)約10メガパスカル(MPa)の圧力で毎秒約18mm以上の線形燃焼速度、又は
(iii)約0.35以下の線形燃焼速度圧力指数のうち1つ以上を有する。
In certain aspects, the low temperature combustion gas generant composition comprises:
(i) a gas yield of the low temperature combustion gas generant composition of at least about 5.7 moles/100 cm 3 ;
(ii) a linear burn rate of greater than or equal to about 18 mm per second at a pressure of about 10 megapascals (MPa); or (iii) a linear burn rate pressure index of less than or equal to about 0.35.

適用可能な更なる領域は、本明細書で提供される説明から明らかになる。本要約における説明及び特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。 Further areas of applicability will become apparent from the description provided herein. The descriptions and specific examples in this summary are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the disclosure.

例示的な実施形態は、本開示が徹底的であり、当業者に範囲を完全に伝えるように提供される。本開示の実施形態を徹底して明らかにするために、特定の組成物、構成要素、装置、及び方法の例などの多数の具体的詳細を説明する。当業者であれば、具体的詳細を使用する必要がないこと、例示的な実施形態が多くの異なる形態で具体化でき、どちらも本開示の範囲を制限すると解釈されるべきではないことを認識する。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造、及び周知の技術は詳細に説明されない。 Example embodiments are provided so that this disclosure will be thorough, and will fully convey the scope to those skilled in the art. Numerous specific details are set forth, such as examples of specific compositions, components, devices, and methods, in order to thoroughly clarify the embodiments of the present disclosure. Those skilled in the art will appreciate that the use of specific details is not necessary and that the exemplary embodiments can be embodied in many different forms, neither of which should be construed as limiting the scope of the disclosure. do. In some exemplary embodiments, well-known processes, well-known device structures, and well-known techniques are not described in detail.

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が明らかに他のことを示さない限り、複数形も含むことを意図し得る。「含める」、「含む」、「備える」、及び「有する」という用語は包括的であり、したがって、記載された機能、要素、組成物、ステップ、整数、操作、及び/又は構成要素の存在を指定するが、1つ以上数の他の機能、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、及び/又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではない。「含む」という制限のない用語は、本明細書に記載の様々な実施形態を説明及び特許請求するために使用される非限定的な用語として理解されるべきであるが、特定の態様では、この用語は、代わりに、「からなる」又は「本質的にそれらからなる」などの、より限定的かつ制限的な用語であると理解され得る。したがって、組成物、材料、構成要素、要素、機能、整数、操作、及び/又は処理ステップを列挙する任意の所与の実施形態について、本開示はまた、そのような列挙された組成物、材料、構成要素、要素、機能、整数、操作、及び/又は処理ステップからなる、又は本質的にそれらからなる実施形態も具体的に含む。「からなる」の場合、代替の実施形態は、追加の組成物、材料、構成要素、要素、機能、整数、操作、及び/又は処理ステップを排除し、「本質的にそれらからなる」の場合、基本的及び新規の特性に実質的に影響を与える追加の組成物、材料、構成要素、要素、機能、整数、操作、及び/又は処理ステップは、そのような実施形態から排除されるが、基本的及び新規の特性に実質的に影響を及ぼさない任意の組成物、材料、構成要素、要素、機能、整数、操作、及び/又は処理ステップが実施形態に含まれ得る。 The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" may be intended to include plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. The terms "comprise," "include," "comprise," and "have" are inclusive and thus exclude the presence of the recited functions, elements, compositions, steps, integers, operations, and/or components. The specification does not preclude the presence or addition of one or more other functions, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. Although the open-ended term "comprising" is to be understood as an open-ended term used to describe and claim the various embodiments described herein, in certain aspects: This term may alternatively be understood as a more restrictive and restrictive term such as "consisting of" or "consisting essentially of". Accordingly, for any given embodiment that recites compositions, materials, components, elements, functions, integers, operations, and/or processing steps, this disclosure also includes such recited compositions, materials, Embodiments consisting of or consisting essentially of, components, elements, functions, integers, operations, and/or processing steps are also specifically included. When "consisting of," alternative embodiments exclude additional compositions, materials, components, elements, functions, integers, manipulations, and/or processing steps; when "consisting essentially of," , additional compositions, materials, components, elements, functions, integers, manipulations, and/or processing steps that substantially affect the basic and novel properties are excluded from such embodiments, Embodiments may include any composition, material, component, element, function, integer, operation, and/or process step that does not substantially affect the basic and novel properties.

本明細書に記載の方法のステップ、処理、及び操作は、性能の順序として具体的に特定されない限り、説明又は図示された特定の順序でそれらの性能を必ずしも必要とすると解釈されるべきではない。特に明記しない限り、追加又は代替のステップを使用できることも理解される。 The method steps, operations, and operations described herein should not be construed as requiring their performance in the particular order described or illustrated, unless specifically identified as that order of performance. . It is also understood that additional or alternative steps may be used unless otherwise stated.

構成要素、要素、又は層が、別の要素又は層に「その上」、「係合」、「接続」、若しくは「結合」と呼ばれる場合、それは、他の構成要素、要素、又は層に直接その上、係合、接続、又は結合されるか、又は介在する要素若しくは層が存在し得る。対照的に、要素が別の要素又は層に「直接その上」、「直接係合」、「直接接続」、又は「直接結合」と呼ばれる場合、介在する要素又は層が存在しない場合がある。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様の方法で解釈する必要がある(例えば、「間」と「直接~間」、「隣接」と「直接隣接」など)。本明細書で使用される場合、「及び/又は」という用語は、関連するリストされたアイテムの1つ以上のいずれかの及び全ての組み合わせを含む。 When a component, element or layer is referred to as being “on”, “engaging”, “connected to”, or “coupled to” another element or layer, it refers directly to the other component, element or layer. Moreover, there may be intervening elements or layers that are engaged, connected or joined. In contrast, when an element is referred to as being “directly on,” “directly engaging,” “directly connected to,” or “directly coupled to” another element or layer, there may be no intervening elements or layers. Other words used to describe relationships between elements should be interpreted in a similar manner (eg, "between" and "directly between," "adjacent" and "directly adjacent," etc.). As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

第1、第2、第3などの用語は、本明細書では、様々なステップ、要素、構成要素、領域、層、及び/又はセクションを説明するために使用され得るが、それらのステップ、要素、構成要素、領域、層、及び/又はセクションは、特に明記されない限り、それらの用語によって制限されるべきではない。それらの用語は、1つのステップ、要素、構成要素、領域、層、又はセクションを別のステップ、要素、構成要素、領域、層、又はセクションから区別するためにのみ使用できる。本明細書で使用される場合の「第1」、「第2」などの用語、及び他の数値用語は、文脈によって明記されない限り、シーケンス又は順序を意味するものではない。したがって、以下で論じる第1のステップ、要素、構成要素、領域、層又はセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第2のステップ、要素、構成要素、領域、層又はセクションと呼ぶことができる。 Although the terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various steps, elements, components, regions, layers and/or sections, the steps, elements , components, regions, layers, and/or sections should not be limited by those terms unless stated otherwise. These terms may only be used to distinguish one step, element, component, region, layer or section from another step, element, component, region, layer or section. Terms such as “first,” “second,” and other numerical terms as used herein do not imply a sequence or order unless clearly indicated by the context. Thus, a first step, element, component, region, layer or section discussed below could be removed from a second step, element, component, region, layer or section without departing from the teachings of the exemplary embodiments. can be called

「前」、「後」、「内側」、「外側」、「下方」、「下部」、「下」、「上方」、「上」などの空間的又は時間的に相対的な用語は、図に示されるように、説明を容易にするために、ある要素又は機能と別の要素又は機能との関係を説明するために、本明細書で使用され得る。空間的又は時間的に相対的な用語は、図に示される方向に加えて、使用中又は動作中の装置又はシステムの異なる方向を包含することを意図することができる。 Spatial or temporal relative terms such as "anterior", "posterior", "medial", "lateral", "inferior", "lower", "lower", "upper", "upper" , may be used herein to describe the relationship of one element or function to another, for ease of explanation. Spatially or temporally relative terms can be intended to encompass different orientations of the device or system in use or operation in addition to the orientation shown in the figures.

本開示全体を通して、数値は、所与の値及び記載された値についての実施形態並びに正確に記載された値を有する実施形態からのわずかな偏差を包含する範囲に対するおおよその尺度又は限界を表す。詳細な説明の最後に提供された実施例を除いて、添付の特許請求の範囲を含む、本明細書のパラメータの全ての数値(例えば、量又は条件の)は、「約」が実際に数値の前に現れるか否かにかかわらず、「約」という用語によって全ての場合に変更されると理解されるべきである。「約」は、記載された数値が若干の不正確さを許容することを示す(値の正確さへのアプローチ、おおよそ又は合理的に値に近い、ほぼ)。「約」によって提供される不正確さが、この通常の意味で、当技術分野において他の方法で理解されない場合、本明細書で使用される「約」は、少なくとも、そのようなパラメータを測定及び使用する通常の方法から生じ得る変動を示す。例えば、「約」は、5%以下、任意選択で4%以下、任意選択で3%以下、任意選択で2%以下、任意選択で1%以下、任意選択で0.5%以下、特定の態様では、任意選択で0.1%以下を含み得る。 Throughout this disclosure, numerical values represent approximate measures or limits for ranges that encompass the values given and embodiments for the stated values and minor deviations from embodiments having the precisely stated values. Except for the examples provided at the end of the detailed description, all numerical values (e.g., amounts or terms) of parameters herein, including the appended claims, are ``about'' the actual numerical value. It is to be understood that the term "about" modifies in all cases whether or not it appears before the . "About" indicates that the numerical values set forth allow for some imprecision (an approach to accuracy of the value, approximately or reasonably close to the value, approximately). Where the imprecision provided by "about" is not otherwise understood in the art in its ordinary sense, "about" as used herein means at least the and variations that may arise from the usual methods used. For example, "about" means 5% or less, optionally 4% or less, optionally 3% or less, optionally 2% or less, optionally 1% or less, optionally 0.5% or less, or certain Aspects can optionally include 0.1% or less.

更に、範囲の開示は、全ての値の開示と、範囲に与えられたエンドポイントとサブ範囲を含む範囲全体内の更に分割された範囲とを含む。 Further, the disclosure of ranges includes disclosure of all values and subdivided ranges within the entire range, including the endpoints and subranges given in the range.

次に、例示的な実施形態を、添付の図面を参照してより完全に説明する。 Exemplary embodiments will now be described more fully with reference to the accompanying drawings.

本明細書で使用される場合、「組成物」及び「材料」という用語は、少なくとも好ましい化学成分、元素、又は化合物を含むが、特に明記しない限り、微量の不純物を含む追加の元素、化合物、又は物質もまた含み得る、物質を広く指すために交換可能に使用される。 As used herein, the terms "composition" and "material" include at least preferred chemical constituents, elements, or compounds, but unless otherwise specified, additional elements, compounds, or used interchangeably to refer broadly to substances, which may also include substances.

本開示は、固体粒、ペレット、タブレットなどの形態であり得るガス発生剤のための組成物を企図する。ガス発生剤が燃焼すると、膨張式拘束システム内の膨張装置(エアバッグなど)に向けられる膨張用のガス又は流出物が生成される。様々な異なるガス発生剤組成物が、車両の乗員の膨張式拘束システムで使用される。ガス発生材料の選択は、現在の業界の性能仕様、ガイドライン、基準への適合、安全なガス又は流出物の発生、ガス発生材料の取り扱い安全性、材料の持続的な安定性、製造における費用対効果など、様々な要因を伴う。ガス発生剤組成物は、取り扱い、保管、及び廃棄中に安全であることが好ましく、好ましくはアジドを含まない。 The present disclosure contemplates compositions for gas generants that can be in the form of solid granules, pellets, tablets, and the like. Combustion of the gas generant produces inflation gas or effluent that is directed to an inflator (such as an airbag) within the inflatable restraint system. A variety of different gas generant compositions are used in vehicle occupant inflatable restraint systems. The choice of gas generant material depends on compliance with current industry performance specifications, guidelines and standards, safe gas or effluent generation, safe handling of the gas generant material, sustained stability of the material, and cost effectiveness in manufacturing. It depends on various factors such as effectiveness. The gas generant composition is preferably safe during handling, storage and disposal and is preferably free of azide.

様々な態様では、ガス発生剤は、典型的には、少なくとも1つの燃料成分及び少なくとも1つの酸化剤成分を含み、点火すると急速燃焼して気体反応生成物(例えば、CO、HO、N)を形成する他の微量成分を含み得る。1つ以上の燃料化合物が急速燃焼して熱及び気体生成物を形成し、例えば、ガス発生剤は燃焼し、膨張式拘束装置用の加熱された膨張ガスを生成するか、又はピストンを作動させる。ガス生成組成物はまた、1つ以上の酸化成分を含み、酸化成分は、燃料成分と反応してガス生成物を生成する。「スラグ」又は「クリンカー」は、ガス発生材料の燃焼中に形成される固体燃焼生成物の別名である。理想的には、スラグはガス発生剤の元の形状(例えば、粒、ペレット、タブレットなど)を維持し、大きくて容易にフィルタリングできる。これは、インフレータの設計に、低温燃焼ガス発生剤配合物で使用できるものなどのインフレータのサイズ及び重量を低下させる目的で低減された塊フィルタリングシステムが含まれる場合に特に重要である。 In various aspects, the gas generant typically includes at least one fuel component and at least one oxidant component, which upon ignition burns rapidly to produce gaseous reaction products (e.g., CO2 , H2O , N 2 ) may be included. One or more fuel compounds combust rapidly to form heat and gaseous products, for example, a gas generant combusts to produce heated inflation gas for an inflatable restraint system or to actuate a piston. . The gas generant composition also includes one or more oxidizing components, which react with the fuel component to produce gas products. "Slag" or "clinker" are other names for solid combustion products formed during combustion of gas generating materials. Ideally, the slag retains the original shape of the gas generant (eg, granules, pellets, tablets, etc.) and is large and easily filterable. This is particularly important when the inflator design includes a reduced mass filtering system for the purpose of reducing the size and weight of the inflator such as can be used with low temperature combustion gas generant formulations.

高度のインフレータ設計構想には、フィルタ及びヒートシンクの質量の低下が組み込まれる。低温燃焼ガス発生剤配合物を使用すると、ヒートシンクの要件が軽減される。更に、フィルタの質量を低下させるので、スラグは非常に良好な低温燃焼ガス発生剤を有することが望ましい。「スラッギング」とは、ガス発生剤の燃焼中に生成される特定の固体燃焼生成物が、フィルタを通過してエアバッグに入るのではなく、燃焼中に燃焼室内に保持される大きな一体型固体塊を形成することを意味する。その効果を達成するために、スラッギング剤を使用することができる。スラッギング剤は、通常は燃焼に対して不活性な化合物又は材料であり、燃焼温度で溶融し、全ての固体燃焼生成物を凝集又は収集する。従来のスラッギング剤の例は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、ガラス、及び燃焼火炎温度又はその近くで溶融する他の金属酸化物である。 Advanced inflator design concepts incorporate reduced filter and heat sink mass. The use of low temperature combustion gas generant formulations reduces heat sink requirements. Additionally, it is desirable that the slag have very good low temperature combustion gas generants, as this reduces the mass of the filter. "Slugging" is defined as the term for certain solid combustion products produced during combustion of the gas generant, rather than passing through the filter and into the airbag, rather than passing through the filter and into the airbag, rather than being retained within the combustion chamber during combustion. means to form lumps. Slugging agents can be used to achieve that effect. Slugging agents are compounds or materials that are generally inert to combustion and melt at combustion temperatures to agglomerate or collect all solid combustion products. Examples of conventional slagging agents are silicon dioxide, aluminum oxide, glass, and other metal oxides that melt at or near combustion flame temperatures.

上記のように、ガス発生剤の性能を最適化し、受動的拘束システム用のガス発生剤のシステムコストを削減する1つの方法は、ガス発生剤配合物の燃焼火炎温度を下げることである。効率的なインフレータ設計では、使用されるスクリーンパックの量は、ガス流をフィルタリングし、エアバッグに入る前にガス流を所望の量のガス発生剤の燃焼から所望の温度まで冷却するのに十分である。フロントエンドの自動車インフレータ用途で使用されるガス発生剤配合物に望まれる燃焼火炎温度は、概して、約1400K(1,127℃)以上から1900K(1,627℃)以下の範囲である。上記のように、燃焼火炎温度に加えて、インフレータの効率を改善し、ひいてはそのサイズ及び重量を改善するのに役立つ、他の2つの重要なガス発生剤の特性は、ガス発生剤のガス収率と、固体燃焼生成物がスラグを形成するために、ガス流から容易にフィルタリングされる大きな固結塊にとどまる能力とである。 As noted above, one way to optimize gas generant performance and reduce system cost of gas generants for passive restraint systems is to reduce the combustion flame temperature of the gas generant formulation. In an efficient inflator design, the amount of screen pack used should be sufficient to filter the gas stream and cool it from combustion of the desired amount of gas generant to the desired temperature before entering the airbag. is. Desired combustion flame temperatures for gas generant formulations used in front end automotive inflator applications generally range from about 1400 K (1127° C.) or higher to 1900 K (1627° C.) or lower. As noted above, in addition to combustion flame temperature, two other important gas generant properties that help improve the efficiency of the inflator, and thus its size and weight, are the gas yield of the gas generant. and the ability of the solid combustion products to remain in large concretions that are easily filtered from the gas stream to form slag.

低温燃焼ガス発生剤配合物を得るための従来方法の1つは、水酸化アルミニウムなどの大粒子吸熱冷却剤を使用することであり、該方法は、「銅含有ガス発生剤のための強化されたスラグの形成」と題された共有の米国特許出願公開第2014/0261927号に記載されており、その関連部分は本明細書に組み込まれる。水酸化アルミニウムの粒子サイズが大きいため、ガス発生剤配合物全体の燃焼速度に悪影響を与えることなく、高レベル(例えば、約10~20%)で使用できる。更に、水酸化アルミニウムの分解によって水蒸気が放出され、エアバッグの膨張に関与し、ガス発生剤配合物からの高いガス収率を維持するのに役立つ。それらの配合物はスラグを非常に効果的に除去する。水酸化アルミニウムの使用はガス発生剤を冷却するための効果的な技術であるが、配合物の顕著な性能は、水酸化アルミニウム冷却剤の粒子サイズ分布に非常に敏感であるため、バッチごとの変動を最小限に抑えるために粒子サイズ分布を厳密に制御する必要がある。 One conventional method for obtaining low temperature combustion gas generant formulations is to use a large particle endothermic coolant, such as aluminum hydroxide, which is referred to as "enhanced for copper-containing gas generants." in co-owned US Patent Application Publication No. 2014/0261927 entitled "Slag Formation", relevant portions of which are incorporated herein. Due to the large particle size of aluminum hydroxide, it can be used at high levels (eg, about 10-20%) without adversely affecting the burn rate of the overall gas generant formulation. Additionally, the decomposition of aluminum hydroxide releases water vapor, which participates in airbag inflation and helps maintain a high gas yield from the gas generant formulation. Their formulation removes slag very effectively. Although the use of aluminum hydroxide is an effective technique for cooling gas generants, the outstanding performance of the formulations is very sensitive to the particle size distribution of the aluminum hydroxide coolant, so batch-to-batch Particle size distribution must be tightly controlled to minimize variability.

本開示は、良好な性能を維持しながら燃焼時の低い火炎温度(例えば、≦約1700K(1,427℃))が得られることを可能にする代替の低温燃焼ガス発生剤組成物、特に塩基性硝酸銅及び硝酸グアニジンのような特定の共燃料及び酸化剤の組み合わせを使用できる組成物を提供する。 The present disclosure provides alternative low temperature combustion gas generant compositions, particularly bases, that enable low flame temperatures (e.g., ≤ about 1700 K (1,427°C)) during combustion to be obtained while maintaining good performance. Compositions are provided that allow the use of specific co-fuel and oxidant combinations, such as copper nitrate and guanidine nitrate.

様々な態様では、本開示は、低温燃焼ハイドレート燃料化合物又は複合体を含む自動車拘束装置/エアバッグシステム用のガス発生剤組成物を企図する。低温燃焼ハイドレート燃料は、有機化合物の遷移金属塩又は有機化合物の遷移金属錯塩である。低温燃焼燃料は、炭素、水素、酸素、遷移金属を含み、窒素を含み得る。したがって、低温燃焼ハイドレート燃料は、有機化合物の遷移金属塩又は遷移金属錯塩であり得る。遷移金属は、IUPAC周期表の第3族~第12族から選択される任意の金属であり得る。遷移金属の適切な例としては、銅(Cu)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、及び/又は亜鉛(Zn)が挙げられる。 In various aspects, the present disclosure contemplates gas generant compositions for automotive restraint/airbag systems that include a low temperature burning hydrate fuel compound or composite. The cold-burning hydrate fuel is a transition metal salt of an organic compound or a transition metal complex salt of an organic compound. Cold-burning fuels include carbon, hydrogen, oxygen, transition metals, and may include nitrogen. Accordingly, the low temperature burning hydrate fuel may be a transition metal salt or transition metal complex of an organic compound. The transition metal can be any metal selected from Groups 3-12 of the IUPAC Periodic Table. Suitable examples of transition metals include copper (Cu), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), and/or zinc (Zn).

上記のように、化合物の有機部分は、以下の元素、炭素(C)、水素(H)、及び酸素(O)を含む。特定の変形例では、化合物の有機部分は、以下の元素、炭素(C)、水素(H)、及び酸素(O)を含む。 As noted above, the organic portion of the compound includes the following elements carbon (C), hydrogen (H), and oxygen (O). In certain variations, the organic portion of the compound includes the following elements carbon (C), hydrogen (H), and oxygen (O).

低温燃焼ハイドレート燃料の有機部分は、アミド、イミド、ヒドロキシル、カルボン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの官能基を含む。以下で更に説明するように、適切な有機アニオン又は有機錯体は、シアヌレート、メラミンオキサレート、及びマロネートを含む。 The organic portion of the low temperature burning hydrate fuel comprises at least one functional group selected from the group consisting of amide, imide, hydroxyl, carboxylic acid, and combinations thereof. Suitable organic anions or organic complexes include cyanurates, melamine oxalates, and malonates, as further described below.

特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料、より具体的には、低温燃焼ハイドレート燃料の有機部分は、(iii)約0.5以上の酸素対炭素のモル比を有する。 In certain aspects, the cold-burning hydrate fuel, and more specifically the organic portion of the cold-burning hydrate fuel, (iii) has an oxygen to carbon molar ratio of about 0.5 or greater.

特定の他の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は、(iv)(化学量論的に)少なくとも半個の水分子の水和を含む。更に、低温燃焼ハイドレート燃料は、示差走査熱量計(DSC)で、許容誤差±0.1℃/分間、5℃/分間の均一な加熱速度で加熱した場合、約140℃以上の水放出温度を有する。このテストの目的のために、2mg±0.1mgの粉末サンプルを使用することができる。TA instrument製のDSC装置がこのテストに適する。水放出温度は、DSCで、均一な加熱速度で加熱されたとき、塩に組み込まれた水が塩から解離し始める温度である。これは、化学量論量の水が十分な引力で塩に組み込まれたときにテストできる。特定の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料化合物には、有機アニオン又は塩に応じて、少なくとも1分子の水和、及び任意選択で2つ以上の分子の水和がある。遷移金属塩又は錯体に化学的に結合した水分子は、示差走査熱量計(DSC)で、5℃/分間の均一な加熱速度で加熱した場合、少なくとも140℃から150℃まで水分子が塩から解離しないのに十分な結合強度を持つ。ガス発生剤配合物の文脈において、そのような水和物は、熱的に安定な水和塩を形成すると見なすことができる。ほとんどの水和塩では、水分子を塩に結合する化学結合は非常に弱い。したがって、水は約100℃で分子から解離し、それによってそのような水和物化合物は自動車用途には不適切であり、その理由は、ガス発生剤が、110℃もの高温で行われる加速熱老化にさらされたり、例えば100℃を超える可能性のある極端な使用条件を経たりする可能性があるためである。しかし、本教示によって提供される低温燃焼ハイドレート燃料化合物において、結合はかなり強く、温度が最低約140℃から約150℃に達するまで水は塩から解離しないため、自動車システムでガス発生剤として使用するために熱的に安定する。水分子の除去には、かなりの量のエネルギーが吸収される。更に、一旦除去されると、水分子は配合物のガス収率に役立ち、その結果、それらの燃料化合物は、自動車のガス発生組成物に稀有の低温燃焼、高ガス収率の燃料を提供する。 In certain other aspects, the cold-burning hydrate fuel includes (iv) (stoichiometrically) hydration of at least half of the water molecules. Additionally, the cold-burning hydrate fuel has a water release temperature of about 140° C. or higher when heated at a uniform heating rate of 5° C./min with a differential scanning calorimeter (DSC) tolerance of ±0.1° C./min. have A 2 mg ± 0.1 mg powder sample can be used for the purposes of this test. A DSC instrument from TA instruments is suitable for this test. The water release temperature, in DSC, is the temperature at which water incorporated in the salt begins to disassociate from the salt when heated at a uniform heating rate. This can be tested when a stoichiometric amount of water is incorporated into the salt with sufficient attraction. In certain aspects, the cold-burning hydrate fuel compound has at least one molecule of hydration, and optionally two or more molecules of hydration, depending on the organic anion or salt. Water molecules chemically bound to transition metal salts or complexes can be observed by differential scanning calorimetry (DSC) when heated at a uniform heating rate of 5° C./min from at least 140° C. to 150° C. from the salt. It has sufficient bond strength not to dissociate. In the context of gas generant formulations, such hydrates can be considered to form thermally stable hydrated salts. In most hydrated salts, the chemical bonds that bind water molecules to the salt are very weak. Therefore, water dissociates from the molecule at about 100°C, which makes such hydrate compounds unsuitable for automotive applications, because the gas generant has accelerated heat generation at temperatures as high as 110°C. This is because it may be exposed to aging or undergo extreme use conditions, which may exceed 100°C, for example. However, in the low temperature burning hydrate fuel compounds provided by the present teachings, the binding is so strong that water does not disassociate from the salt until temperatures reach a minimum of about 140°C to about 150°C, thus allowing use as a gas generant in automotive systems. thermally stable to A considerable amount of energy is absorbed in the removal of water molecules. In addition, once removed, the water molecules contribute to the gas yield of the formulation, such that these fuel compounds provide unique low temperature burning, high gas yield fuels for automotive gas generant compositions. .

したがって、特定の変形例では、約140℃以上、任意選択で約150℃以上、任意選択で約160℃以上、任意選択で約165℃以上、及び特定の変形例では、任意選択で約170℃以上の水放出温度を有する熱的に安定な水和物化合物を有する燃料化合物を含む、自動車の膨張式拘束システム用のガス発生剤組成物が提供される。 Thus, in certain variations, the A gas generant composition for an automotive inflatable restraint system is provided that includes a fuel compound having a thermally stable hydrate compound with a water release temperature of 0.100.

他の態様では、低温燃焼ハイドレート燃料は、(v)少なくとも約-400キロジュール/モルの発熱の生成熱を有し、この場合、慣例により、発熱イベント/反応を示す符号は負になる(これにより、値が負であるほど、発熱の生成熱が大きくなる)。特定の変形では、低温燃焼ハイドレート燃料は(v)、少なくともこの発熱であり、より負の生成熱、例えば、少なくとも約-410キロジュール/モル、任意選択で少なくとも約-425キロジュール/モル、特定の変形例では、任意選択で少なくとも約-450キロジュール/モルを有することにより、より発熱であり得る。 In another aspect, the cold-burning hydrate fuel (v) has a heat of formation of at least about −400 kilojoules/mole, where, by convention, the sign indicating an exothermic event/reaction is negative ( Thus, the more negative the value, the greater the heat of production of the exotherm). In certain variations, the cold-burning hydrate fuel (v) is at least this exotherm and has a more negative heat of formation, such as at least about -410 kilojoules/mol, optionally at least about -425 kilojoules/mol, Certain variations may optionally be more exothermic by having at least about −450 kilojoules/mole.

様々な態様では、本開示の低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、以下の特徴のそれぞれを有する。低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、有機化合物の遷移金属塩又は遷移金属錯塩である。化合物の有機部分は、炭素、水素、酸素、及び任意選択で窒素を含み、更に、アミド、イミン、ヒドロキシル、又はカルボン酸のリストから選択される少なくとも1つの官能基を含む。低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、酸素対炭素のモル比が0.5を超え、少なくとも-400キロジュール/モルの発熱の生成熱を有する。更に、それらの低温燃焼化合物は、遷移金属塩に化学的に結合した最低の半個の水分子を有し、望ましくは、水分子が少なくとも約140℃から150℃まで塩から解離しないように十分な結合強度を有する。 In various aspects, the low temperature burning hydrate fuel compounds of the present disclosure have each of the following characteristics. The low temperature burning hydrate fuel compounds are transition metal salts or transition metal complexes of organic compounds. The organic portion of the compound comprises carbon, hydrogen, oxygen, and optionally nitrogen, and at least one functional group selected from the list of amide, imine, hydroxyl, or carboxylic acid. The low temperature burning hydrate fuel compound has an oxygen to carbon molar ratio greater than 0.5 and a heat of formation of exotherm of at least -400 kilojoules/mole. In addition, those low temperature burning compounds have a minimum of half a water molecule chemically bound to the transition metal salt, and desirably enough so that the water molecules do not disassociate from the salt until at least about 140°C to 150°C. bond strength.

特定の変形例では、低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、シアヌル酸銅二水和物を含む。シアヌル酸銅二水和物は、次の構造で表すことができる:

Figure 0007240523000001
ケミカルアブストラクトサービス(CAS)番号は63516-75-6であり、この化合物は、銅,ジアクアビス(1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H-トリオナト-N1)-,(SP-4-1)-9CIとも呼ばれる。この化合物には、2つ水分子の水和がある(シアヌル酸銅の各分子に結合する)。シアヌル酸銅二水和物は、1当量の水酸化第二銅と1当量のシアヌル酸との反応生成物であり、したがって熱的に安定な水和物であるシアヌル酸の水和銅II塩を形成する。(水和の)水分子は約200℃まで塩から解離しない。水分子の除去ではかなりの量のエネルギーが吸収され、一旦除去されると、水分子は、ガス発生剤配合物のガス収率、ひいては低温燃焼ハイドレート燃料の提供に役立つ。 In certain variations, the low temperature burning hydrate fuel compound comprises copper cyanurate dihydrate. Copper cyanurate dihydrate can be represented by the following structure:
Figure 0007240523000001
The Chemical Abstracts Service (CAS) number is 63516-75-6, and this compound contains copper, diaquabis(1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H-trionato-N1)-, Also called (SP-4-1)-9CI, this compound has two water molecules of hydration (attached to each molecule of copper cyanurate).Copper cyanurate dihydrate has one equivalent of It is the reaction product of cupric hydroxide with one equivalent of cyanuric acid, thus forming the hydrated copper II salt of cyanuric acid, which is a thermally stable hydrate. It does not disassociate from the salt up to 200° C. A significant amount of energy is absorbed in the removal of the water molecules, and once removed, the water molecules contribute to the gas yield of the gas generant formulation and thus the low temperature burning hydrate fuel. Helpful.

特定の変形例では、低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、シュウ酸メラミン銅二水和物錯体を含む。シュウ酸メラミン銅二水和物の化学量論は次のとおりである:[3Cu(C)](C.2HO。この化合物には、2つの水分子の水和がある(シュウ酸メラミン銅の各分子に結合する)。生成物は、3当量の水酸化第二銅と1当量の2:3メラミンオキサレートとの反応によって形成され得る。シュウ酸メラミン銅二水和物には、約225℃の水放出温度を有する熱的に安定な水の水和がある。
特定の他の変形例では、低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、マロン酸銅水和物を含む。マロン酸銅水和物は、次の構造で表すことができる:

Figure 0007240523000002
該化合物には、1つの水分子の水和がある(マロン酸銅水和物の各分子に結合する)。該化合物は、1当量の水酸化第二銅と1当量のマロン酸との反応によって形成される生成物であり得る。マロン酸銅水和物には、約225℃の水放出温度を有する熱的に安定な水の水和がある。 In certain variations, the low temperature burning hydrate fuel compound comprises melamine copper oxalate dihydrate complex. The stoichiometry of melamine copper oxalate dihydrate is as follows : [3Cu( C2O4 )]( C3H6H6 ) 2 . 2H2O . This compound has two water molecules hydrated (bonded to each molecule of melamine copper oxalate). The product can be formed by reaction of 3 equivalents of cupric hydroxide and 1 equivalent of 2:3 melamine oxalate. Melamine copper oxalate dihydrate has a thermally stable water hydration with a water release temperature of about 225°C.
In certain other variations, the low temperature burning hydrate fuel compound comprises copper malonate hydrate. Copper malonate hydrate can be represented by the following structure:
Figure 0007240523000002
The compound has one water molecule hydration (bonded to each molecule of copper malonate hydrate). The compound may be the product formed by the reaction of one equivalent of cupric hydroxide and one equivalent of malonic acid. Copper malonate hydrate has a thermally stable water hydration with a water release temperature of about 225°C.

したがって、特定の態様では、本開示の低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。 Accordingly, in certain aspects, the low temperature burning hydrate fuel compound of the present disclosure is selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. can be selected.

本開示は、燃焼時の低い火炎温度を可能にし、良好な性能を維持しながら、例えば約1700K(1,427℃)以下の最高燃焼温度を有し、特に、塩基性硝酸銅と硝酸グアニジンとのような特定の燃料と酸化剤との組み合わせを使用できる、代替の低温燃焼ガス発生剤組成物を提供する。特定の態様では、本開示によって提供される低温燃焼ガス発生剤の最高燃焼温度は、約1400K(1,127℃)以上から約1600K(1,327℃)以下であり得る。それらの低温燃焼ハイドレート燃料化合物が熱的に安定な水和物を形成するという事実を考慮すると、それらの冷却特性は優れ、適切なガス収率を含む良好な性能をなお提供すると同時に、硝酸グアニジンのようなより大量の共燃料をガス発生剤配合物に使用することができる。以下で更に説明するように、低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、燃焼に関与し(例えば、燃料として)、大きな粒子サイズの吸熱冷却剤を使用する必要性を排除することができる。更に、低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、高い冷却能力を有し、それによって比較的少量の化合物が配合物を所望の温度に冷却することを可能にし、それによって高いガス収率を維持する。他の低温燃焼共燃料は、低温燃焼ガス発生剤のそれらの要件を潜在的に満たすように見えるが、それらの代替オプションの多くは、燃焼速度の過度の圧力感度、低い燃焼速度、及び/又は不十分なガス収率など、望ましい顕著な特性を有する配合物を提供しない。しかし、本開示によれば、本開示の低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、低温燃焼ガス発生剤組成物を提供するためにそれらの性能基準の全てを満たすことができる燃料として機能する。 The present disclosure enables low flame temperatures during combustion and has a maximum combustion temperature of e.g. An alternative low temperature combustion gas generant composition is provided that can use certain fuel and oxidant combinations such as: In certain aspects, the maximum combustion temperature of the low temperature combustion gas generants provided by the present disclosure can be from about 1400 K (1,127° C.) or higher to about 1600 K (1,327° C.) or lower. Considering the fact that their low-temperature burning hydrate fuel compounds form thermally stable hydrates, their cooling properties are excellent and still provide good performance, including adequate gas yield, while nitric acid Larger amounts of co-fuels such as guanidine can be used in the gas generant formulation. As described further below, the low temperature burning hydrate fuel compound can participate in combustion (eg, as a fuel) and eliminate the need to use large particle size endothermic coolants. In addition, low temperature burning hydrate fuel compounds have high cooling capacity, thereby allowing a relatively small amount of compound to cool the formulation to the desired temperature, thereby maintaining high gas yields. Other cold-burning co-fuels appear to potentially meet those requirements for cold-burning gas generants, but many of their alternative options suffer from excessive pressure sensitivity of burn rate, low burn rate, and/or It does not provide formulations with desirable and outstanding properties, such as poor gas yield. However, according to the present disclosure, the low temperature burning hydrate fuel compounds of the present disclosure function as fuels capable of meeting all of those performance criteria to provide a low temperature combustion gas generant composition.

特定の態様では、本開示の低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。低温燃焼ハイドレート燃料は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約50重量%以下、任意選択でガス発生剤組成物の約5重量%以上から約45重量%以下、任意選択でガス発生剤組成物の約5重量%以上から約40重量%以下、任意選択でガス発生剤組成物の約5重量%以上から約35重量%以下、任意選択でガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下、任意選択でガス発生剤組成物の約10重量%以上から約30重量%以下で存在し得る。 In certain aspects, the low temperature burning hydrate fuel compounds of the present disclosure are selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. obtain. The cold burning hydrate fuel comprises from about 5% or more to about 50% or less by weight of the gas generant composition, optionally from about 5% or more to about 45% or less by weight of the gas generant composition, optionally gas. about 5% or more and about 40% or less by weight of the generant composition, optionally about 5% or more and about 35% or less by weight of the gas generant composition, optionally about 5% by weight of the gas generant composition % to about 30% by weight, optionally from about 10% to about 30% by weight of the gas generant composition.

低温燃焼ガス発生剤組成物に限定されないが、特定の態様では、ガス発生剤組成物は、比較的低温での低温燃焼ガス発生剤組成物の共燃料として使用できる低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含む。ガス発生剤組成物はまた、少なくとも1つの酸化剤とともに、別の一次燃料、1つ以上の追加の共燃料を含み得る。当技術分野で知られるほとんどの燃料は、本技術で使用することができ、概して、ガス収率、燃焼速度、熱安定性、及び低コストなどの特定の望ましい特性をガス発生剤配合物に与えるように選択される。それらの燃料は、炭素(C)、水素(H)、窒素(N)、及び酸素(O)のうちの2つ以上の元素を含む有機化合物にすることができる。燃料はまた、遷移金属塩及び遷移金属硝酸塩錯体を含み得る。特定の変形例では、好ましい遷移金属は銅及び/又はコバルトである。本教示の特定の態様によれば、本発明のガス発生剤組成物のために共燃料が選択され、それによって塩基性硝酸銅などの銅を含む特定の酸化剤と燃焼した場合、結果として得られた最高燃焼火炎温度(Tc)は、約1400K(1,127℃)以上から1700K(1,427℃)以下の範囲内になる。 Although not limited to low temperature combustion gas generant compositions, in certain embodiments, the gas generant composition comprises a low temperature burning hydrate fuel compound that can be used as a co-fuel for low temperature combustion gas generant compositions at relatively low temperatures. . The gas generant composition may also include another primary fuel, one or more additional co-fuels, along with at least one oxidizer. Most fuels known in the art can be used in the art and generally impart certain desirable properties to gas generant formulations such as gas yield, burn rate, thermal stability, and low cost. is selected as Those fuels can be organic compounds containing two or more of the elements carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N), and oxygen (O). The fuel may also contain transition metal salts and transition metal nitrate complexes. In certain variations, preferred transition metals are copper and/or cobalt. According to certain aspects of the present teachings, co-fuels are selected for the gas generant compositions of the present invention whereby when combusted with certain copper-containing oxidants, such as basic copper nitrate, the resulting The maximum combustion flame temperature (Tc) obtained will be in the range of about 1400 K (1127° C.) or higher to 1700 K (1427° C.) or lower.

本教示によるガス発生剤に有用な燃料の例は、硝酸グアニジン、5,5’-ビテトラゾール二アンモニウム(DABT)、二硝酸銅ビスグアニル尿素、硝酸ヘキサミンコバルト(III)、銅ジアンミンビテトラゾール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。燃料は、単独で、又は低温燃焼ハイドレート燃料化合物に加えて他の共燃料と組み合わせて使用し、所望の燃焼特性を与えることができる。低温燃焼ハイドレート燃料化合物に加えて、低温燃焼ガス発生剤は、全ガス発生剤組成物の約10重量%以上から約50重量%以下のそのような追加の燃料を含み得る。適切な低温燃焼ガス発生剤組成物は、全ガス発生剤組成物中の燃料成分の総量の約15重量%以上から約80重量%以下、任意選択で約25%以上から約70%以下、任意選択で約30%以上から約55%以下の低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含む燃料の総量を任意選択で含む。 Examples of fuels useful in gas generants according to the present teachings include guanidine nitrate, 5,5′-bittrazole diammonium (DABT), copper bisguanyl urea dinitrate, hexamine cobalt (III) nitrate, copper diammine bitetrazole, and is selected from the group consisting of combinations of The fuels can be used alone or in combination with other co-fuels in addition to the cold burning hydrate fuel compounds to provide desired combustion characteristics. In addition to the cold-burning hydrate fuel compound, the cold-burning gas generant may include from about 10% or more to about 50% or less by weight of the total gas generant composition of such additional fuels. Suitable low temperature combustion gas generant compositions comprise from about 15% or more to about 80% or less, optionally from about 25% or more to about 70% or less, optionally by weight of the total amount of fuel components in the total gas generant composition. Optionally including a total amount of fuel that optionally comprises about 30% or more and about 55% or less of low temperature burning hydrate fuel compounds.

本開示のガス発生剤組成物に適した特定の酸化剤は、非限定的な例として、アルカリ金属(例えば、Li、Na、K、Rb、及び/又はCsを含むIUPAC周期表の第1族の元素)、アルカリ土類金属(例えば、Be、Ng、Ca、Sr、及び/又はBaを含むIUPAC周期表の第2族の要素)、硝酸アンモニウム、亜硝酸塩、過塩素酸塩、金属酸化物(Cu、Mo、Fe、Bi、Laなどを含む)、塩基性金属硝酸塩(例えば、Mn、Fe、Co、Cu、及び/又はZnを含むIUPAC周期表の第4周期の遷移金属の元素)、硝酸アンモニウムの遷移金属錯体(例えば、IUPAC周期表の第3族~第12族から選択される元素)、金属アンミン硝酸塩、金属水酸化物、及びそれらの組み合わせを含む。1つ以上の共燃料/酸化剤が燃料成分とともに選択され、燃焼時に燃料から効果的に高い燃焼速度及びガス収率を達成するガス発生剤を形成する。適切な酸化剤の1つの非限定的な特定の例は、塩基性硝酸銅を含む。ガス発生剤は、酸化剤の組み合わせを含み得、その結果、酸化剤は、名目上、一次酸化剤、二次酸化剤などと見なされ得る。 Specific oxidizing agents suitable for gas generant compositions of the present disclosure include, by way of non-limiting example, alkali metals (e.g., Group 1 of the IUPAC periodic table including Li, Na, K, Rb, and/or Cs). elements), alkaline earth metals (e.g., elements of group 2 of the IUPAC periodic table, including Be, Ng, Ca, Sr, and/or Ba), ammonium nitrates, nitrites, perchlorates, metal oxides ( Cu, Mo, Fe, Bi, La, etc.), basic metal nitrates (e.g. transition metal elements of the 4th period of the IUPAC periodic table, including Mn, Fe, Co, Cu, and/or Zn), ammonium nitrate (eg, elements selected from Groups 3-12 of the IUPAC Periodic Table), metal ammine nitrates, metal hydroxides, and combinations thereof. One or more co-fuel/oxidizers are selected with the fuel component to form a gas generant that effectively achieves high burn rates and gas yields from the fuel upon combustion. One specific non-limiting example of a suitable oxidizing agent includes basic copper nitrate. Gas generants may include combinations of oxidants such that the oxidants may be nominally considered primary oxidants, secondary oxidants, and the like.

酸化剤は、ガス発生組成物の約70重量%以下、任意選択で約60重量%以下、任意選択で約50重量%以下、任意選択で約40重量%以下、任意選択で約30重量%以下、任意選択で約25重量%以下、任意選択で約20重量%以下、及び特定の態様では、ガス発生剤組成物の約15重量%以下の量で、ガス発生剤組成物中にそれぞれ存在し得る。 The oxidizing agent comprises no more than about 70%, optionally no more than about 60%, optionally no more than about 50%, optionally no more than about 40%, optionally no more than about 30%, by weight of the gas generant composition. , optionally no more than about 25% by weight, optionally no more than about 20% by weight, and in certain embodiments, no more than about 15% by weight of the gas generant composition, respectively. obtain.

本開示の特定の変形例では、ガス発生剤組成物は、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下、特定の変形例では、任意選択で約30重量%以上から約60重量%以下の酸化剤の総量を含む。過塩素酸塩などの二次酸化剤が、塩基性硝酸銅などの一次酸化剤と組み合わせて含まれる場合、ガス発生剤の低温燃焼特性を保持するために、全ガス発生剤組成物の約1重量%以上から約10重量%以下の量に制限され得る。 In certain variations of the disclosure, the gas generant composition comprises from about 25% or more to about 70% or less, and in certain variations, optionally from about 30% or more, by weight of the total gas generant composition. A total amount of oxidizing agent of up to about 60% by weight. When a secondary oxidant such as perchlorate is included in combination with a primary oxidant such as basic copper nitrate, about 1 part of the total gas generant composition is required to retain the low temperature burning properties of the gas generant. It can be limited to an amount greater than or equal to about 10% by weight.

ガス発生剤組成物は、任意選択で当業者に知られる追加の成分を含み得る。そのような添加剤は、典型的には、ガス発生材料の燃焼後に残るスラグの取り扱い又は他の材料特性を改善するように機能し、火工品原料を取り扱い又は処理する能力を改善する。非限定的な例として、ガス発生剤組成物のための追加の成分は、流動助剤、圧搾助剤、金属酸化物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。少量の成分又は添加剤がガス発生剤に含まれている場合、それらは、全ガス発生剤組成物の約15重量%以下、任意選択で全ガス発生剤組成物の約10重量%以下、及び特定の変形例では、任意選択で全ガス発生剤組成物の約5重量%以下で累積的に存在し得る。例として、そのような添加剤は、流動助剤、圧搾助剤、スラッギング剤、冷却剤、金属酸化物、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。ガス発生剤組成物中に存在する場合、特定の変形例では、それぞれの添加剤は、ガス発生剤の0重量%以上から約5重量%以下、任意選択で約0.1重量%以上から約4重量%以下、及び特定の変形例では、任意選択で約0.5重量%以上から約3重量%以下で存在し得、その結果、添加剤の総量は約4%以下になる。 The gas generant composition may optionally contain additional components known to those skilled in the art. Such additives typically function to improve the handling or other material properties of the slag remaining after combustion of the gas generating material and improve the ability to handle or process pyrotechnic materials. By way of non-limiting example, additional ingredients for the gas generant composition may be selected from the group consisting of flow aids, crush aids, metal oxides, and combinations thereof. When minor components or additives are included in the gas generant, they are no more than about 15% by weight of the total gas generant composition, optionally no more than about 10% by weight of the total gas generant composition, and In certain variations, it may optionally be present cumulatively at up to about 5% by weight of the total gas generant composition. By way of example, such additives may be selected from the group consisting of flow aids, crushing aids, slagging agents, coolants, metal oxides, and any combination thereof. When present in the gas generant composition, in certain variations, each additive comprises from 0% or more to about 5% or less, optionally from about 0.1% or more to about 5%, by weight of the gas generant composition. 4% by weight or less, and in certain variations can optionally be present from about 0.5% by weight or more to about 3% by weight or less, so that the total amount of additive is about 4% or less.

非限定的な例として圧縮処理中に使用される圧搾助剤は、グラファイト、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛状窒化ホウ素などの潤滑剤及び/又は離型剤を含み、任意選択でガス発生剤組成物に含まれ得る。高表面積のヒュームドシリカなどの従来の流動助剤も使用することができる。 Non-limiting examples of press aids used during the compression process include lubricants and/or mold release agents such as graphite, calcium stearate, magnesium stearate, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphitic boron nitride. may optionally be included in the gas generant composition. Conventional flow aids such as high surface area fumed silica can also be used.

スラグ形成剤又はスラッギング剤は、耐火性化合物、例えば、二酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウムであり得る。従来のスラッギング剤の例は、アルミニウム、ケイ素、及び二酸化チタン、耐火材料、又は燃焼火炎温度若しくはその近くで溶融する他の金属酸化物である。ガス温度を下げるための冷却剤は、塩基性炭酸銅又は他の適切な炭酸塩を含む。 Slag forming or slagging agents can be refractory compounds such as silicon dioxide and/or aluminum oxide. Examples of conventional slagging agents are aluminum, silicon, and titanium dioxide, refractory materials, or other metal oxides that melt at or near combustion flame temperatures. Coolants for reducing gas temperature include basic copper carbonate or other suitable carbonates.

ガス発生剤組成物は、任意選択で粘度調整化合物又は追加のスラグ形成剤(上記の吸熱性スラグ形成成分に加えて)として機能する金属酸化物を含み得る。適切な金属酸化物は、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化モリブデン、酸化ランタンなどを含み得る。 The gas generant composition may optionally include metal oxides that function as viscosity modifying compounds or additional slag forming agents (in addition to the endothermic slag forming components described above). Suitable metal oxides may include silicon dioxide, cerium oxide, iron oxide, titanium oxide, zirconium oxide, bismuth oxide, molybdenum oxide, lanthanum oxide, and the like.

特定の態様では、低温燃焼ガス発生剤は、燃焼時の最高火炎温度(T)が約1900K(1,627℃)以下、任意選択で約1700K(1,427℃)以下、及び特定の変形例では、任意選択で約1600K(1,327℃)以下であると見なされ得る。特定の態様では、本開示の低温燃焼ガス発生剤は、燃焼時の最高火炎温度(T)が比較的低く、例えば、約1400K(1,127℃)以上から約1700K(1,427℃)以下、特定の変形例では、任意選択で約1400K(1,127℃)以上から約1600K(1,327℃)以下である。それにより、従来の化合物で達成されるよりも高いガス収率をそれらの火炎温度で達成することができる。 In certain aspects, the low temperature combustion gas generant has a maximum flame temperature (T c ) during combustion of about 1900 K (1,627° C.) or less, optionally about 1700 K (1,427° C.) or less, and certain variations In an example, it can optionally be considered to be about 1600 K (1,327° C.) or less. In certain aspects, the low temperature combustion gas generants of the present disclosure have a relatively low maximum flame temperature (T c ) during combustion, e.g. Hereafter, optionally from about 1400 K (1127° C.) or higher to about 1600 K (1327° C.) or lower in certain variations. Higher gas yields can thereby be achieved at those flame temperatures than are achieved with conventional compounds.

そのような低温燃焼ガス発生剤は、衝突時に自動車の乗員に火傷や負傷のリスクを与えることなく、適切な拘束及び保護を提供する方法で動作する、フィルタリングを低減したインフレータ装置を可能にすることが示された。したがって、火炎温度を最小限に抑えることが有利である。しかし、低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、任意のガス発生剤に使用することができ、必ずしも低温燃焼ガス発生剤に限定されない。 Such cold combustion gas generants enable reduced filtering inflator systems that operate in a manner that provides adequate restraint and protection without risk of burns or injury to vehicle occupants in a crash. It has been shown. Therefore, it is advantageous to minimize flame temperature. However, the cold burning hydrate fuel compound can be used in any gas generant and is not necessarily limited to cold burning gas generants.

本教示の特定の態様によれば、約140℃以上の水放出温度を有し、任意選択でガス発生剤の約5.7モル/100cm以上の体積ガス収率を有する低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含む、改善されたガス発生剤組成物が提供される。重量ガス収率と密度との積は、体積ガス収率である。特定の実施形態では、体積ガス収率は、ガス発生剤の約5.8モル/100cm以上、任意選択でガス発生剤の約5.9モル/100cm以上、任意選択でガスの約6.0モル/100cm以上、任意選択でガス発生剤の約6.1モル/100cm以上、特定の変形例では、任意選択でガス発生剤の約6.2モル/100cm以上である。 According to certain aspects of the present teachings, a cold-burning hydrate fuel having a water release temperature of about 140° C. or higher and optionally a volumetric gas yield of about 5.7 moles/100 cm 3 of gas generant or higher. Improved gas generant compositions are provided that include the compounds. The product of gravimetric gas yield and density is the volumetric gas yield. In certain embodiments, the volumetric gas yield is about 5.8 moles/100 cm 3 of gas generant or greater, optionally about 5.9 moles/100 cm 3 of gas generant or greater, optionally about 6 moles/100 cm 3 of gas generant or greater. .0 mol/100 cm 3 or more, optionally about 6.1 mol/100 cm 3 or more of gas generant, optionally about 6.2 mol/100 cm 3 or more of gas generant in certain variations.

特定の変形例では、ガス発生剤は、約2g/cmより大きく、任意選択で約2.1g/cm以上であり、特定の変形例では、任意選択で約2.2g/cm以上の質量密度を有する。 In certain variations, the gas generant is greater than about 2 g/cm 3 , optionally greater than or equal to about 2.1 g/cm 3 , and optionally greater than or equal to about 2.2 g/cm 3 in certain variations. has a mass density of

体積ガス収率に関して改善されたガス発生剤の性能に加えて、観察された燃焼速度によって決定される相対的な迅速さもまた、インフレータのガス発生剤の設計において重要である。概して、ガス発生剤組成物の燃焼速度は、簡略化された方程式で表すことができる:
=k(P) (方程式1)
式中、rは燃焼速度(線形)であり、kは定数であり、Pは圧力、nは圧力指数であり、圧力指数は、線形燃焼速度(r)対圧力(P)の両対数プロットを介して描かれた線形回帰直線の勾配である。
In addition to improved gas generant performance in terms of volumetric gas yield, relative rapidity as determined by the observed burn rate is also important in inflator gas generant design. Generally, the burn rate of a gas generant composition can be represented by a simplified equation:
r b =k(P) n (equation 1)
where r b is the burn rate (linear), k is a constant, P is pressure, n is the pressure exponent, the pressure exponent being the double logarithm of linear burn rate (r b ) versus pressure (P) is the slope of the linear regression line drawn through the plot.

様々な実施形態では、本開示によって提供されるガス発生剤は、エアバッグの膨張のための望ましい圧力曲線を可能にする、望ましくは高い燃焼速度を有する。ガス発生材料の線形燃焼速度「r」は、所与の圧力での時間当たりの長さで表すことができる。本開示の様々な態様によれば、ガス発生剤は、約21メガパスカル(MPa)の圧力で毎秒約18mm以上の線形燃焼速度を有する。特定の実施形態では、ガス発生剤の燃焼速度は、約21MPAの圧力で毎秒約19mm以上、任意選択で約21MPAの圧力で毎秒約20mm以上、任意選択で約21MPAの圧力で毎秒約21mm以上、任意選択で約2MPAの圧力で毎秒約22mm以上、任意選択で約21MPAの圧力で毎秒約23mm以上である。 In various embodiments, gas generants provided by the present disclosure have desirably high burn rates that enable desirable pressure curves for airbag inflation. The linear burning rate "r b " of a gas generating material can be expressed in length per hour at a given pressure. According to various aspects of the disclosure, the gas generant has a linear burn rate of about 18 mm per second or greater at a pressure of about 21 megapascals (MPa). In certain embodiments, the gas generant burn rate is about 19 mm per second or greater at a pressure of about 21 MPA, optionally about 20 mm or greater at a pressure of about 21 MPA, optionally about 21 mm per second or greater at a pressure of about 21 MPA; Optionally about 22 mm per second or more at a pressure of about 2 MPA, optionally about 23 mm per second or more at a pressure of about 21 MPA.

特定の態様では、許容可能な圧力感度を有するガス発生材料は、約0.35以下、任意選択で約0.3以下の線形燃焼速度勾配又は圧力指数(n)を有する。約0.35以下の線形燃焼速度勾配を有する材料は、高温から低温までの性能変動要件を満たし、インフレータの性能変動及び圧力要件も低減することができる。したがって、様々な態様では、ガス発生材料は、インフレータ操作の圧力範囲にわたって一定の勾配を有することが望ましく、それは、典型的には約1,000psi(約6.9MPA)から約5000psi(約34.5MPA)であり、望ましくは約0.35以下の一定の勾配を有する。 In certain aspects, gas generating materials with acceptable pressure sensitivity have a linear burn rate slope or pressure index (n) of about 0.35 or less, optionally about 0.3 or less. A material with a linear burn rate slope of about 0.35 or less can meet the high temperature to low temperature performance variation requirements and also reduce the performance variation and pressure requirements of the inflator. Therefore, in various aspects, it is desirable for the gas generating material to have a constant gradient over the pressure range of inflator operation, which typically ranges from about 1,000 psi (about 6.9 MPA) to about 5000 psi (about 34.0 psi). 5 MPA), desirably with a constant slope of about 0.35 or less.

以下で更に説明するように、低温燃焼ハイドレート燃料化合物又は錯体は、燃焼に関与し(例えば、燃料として)、大きな粒子サイズの吸熱冷却剤を使用する必要性を排除することができる。更に、低温燃焼ハイドレート燃料は、高い冷却能力を有し、それにより、比較的少量の化合物が配合物を所望の温度に冷却することを可能にし、それにより、高いガス収率を維持する。 As described further below, the low temperature burning hydrate fuel compound or complex can participate in combustion (eg, as a fuel) and eliminate the need to use large particle size endothermic coolants. Additionally, low temperature burning hydrate fuels have high cooling capacity, allowing relatively small amounts of compounds to cool the formulation to the desired temperature, thereby maintaining high gas yields.

特定の実施形態では、ガス発生剤は、上記の低温燃焼ハイドレート化合物の形態の燃料、二次燃料(例えば、共燃料)、及び1つ以上の酸化剤を含む。ガス発生剤組成物は、低温燃焼ハイドレート燃料化合物に加えて、上記のような塩基性金属硝酸塩酸化剤、及び硝酸グアニジンのような窒素含有共燃料を含み得る。特定の変形例では、低温燃焼ガス発生剤は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される低温燃焼ハイドレート燃料化合物、共燃料、並びに1つ以上の酸化剤を含む。ガス発生剤組成物は、約1700K(1,427℃)以下の燃焼時の最高火炎温度(T)を有する低温燃焼ガス発生剤であり得る。ガス発生剤は、約21メガパスカル(MPa)の圧力で、毎秒約18mm以上の線形燃焼速度を有する。更に、ガス発生剤は、約5.7モル/100cm以上のガス発生剤組成物のガス収率を有する。 In certain embodiments, the gas generant comprises a fuel in the form of a low temperature burning hydrate compound as described above, a secondary fuel (eg, co-fuel), and one or more oxidizers. The gas generant composition may include, in addition to the low temperature burning hydrate fuel compound, a basic metal nitrate oxidizing agent as described above, and a nitrogen-containing co-fuel such as guanidine nitrate. In certain variations, the low temperature combustion gas generant is selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. It includes a hydrate fuel compound, a co-fuel, and one or more oxidizers. The gas generant composition can be a low temperature combustion gas generant having a maximum flame temperature (T c ) upon combustion of less than or equal to about 1700 K (1,427° C.). The gas generant has a linear burning velocity of about 18 mm per second or greater at a pressure of about 21 megapascals (MPa). Additionally, the gas generant has a gas yield of the gas generant composition of greater than or equal to about 5.7 moles/100 cm 3 .

ガス発生剤は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約50重量%以下の低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含み得、全ガス発生剤組成物の約10重量%以上から約50重量%以下で存在する共燃料、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する酸化剤、及び全ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在する1つ以上のガス発生剤添加剤を更に含む。特定の変形例では、低温燃焼ハイドレート燃料は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下で存在し得る。 The gas generant may comprise from about 5% or more to about 50% or less, by weight of the gas generant composition, of the cold-burning hydrate fuel compound, and from about 10% or more to about 50%, by weight of the total gas generant composition. a co-fuel present at less than or equal to about 25 weight percent to less than or equal to about 70 weight percent of the total gas generant composition; Further comprising one or more gas generant additives present. In certain variations, the cold-burning hydrate fuel may be present at greater than or equal to about 5% and less than or equal to about 30% by weight of the gas generant composition.

別の変形例では、ガス発生剤は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約50重量%以下の低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含み、全ガス発生剤組成物の約10重量%以上から約50重量%以下で存在する硝酸グアニジン共燃料、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する塩基性硝酸銅酸化剤、及び全ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在する1つ以上のガス発生剤添加剤を更に含み得る。特定の変形例では、低温燃焼ハイドレート燃料は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下で存在し得る。低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。そのようなガス発生剤は、低温燃焼であり得、燃焼時の最高火炎温度(T)は、約1400K(1,127℃)以上から約1700K(1,427℃)以下であり得る。 In another variation, the gas generant comprises from about 5% or more to about 50% or less, by weight of the gas generant composition, of a cold-burning hydrate fuel compound, and about 10% or more, by weight of the total gas generant composition. a guanidine nitrate co-fuel present at from about 50% by weight of the total gas generant composition; a basic copper nitrate oxidizer present at from about 25% by weight to about 70% by weight of the total gas generant composition; It may further comprise one or more gas generant additives present from 0% or more to about 15% or less by weight. In certain variations, the cold-burning hydrate fuel may be present at greater than or equal to about 5% and less than or equal to about 30% by weight of the gas generant composition. The low temperature burning hydrate fuel compound may be selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. Such gas generants can be low temperature burning and can have a maximum flame temperature (T c ) during combustion of greater than or equal to about 1400 K (1,127° C.) and less than or equal to about 1700 K (1,427° C.).

更に別の変形例では、ガス発生剤は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約50重量%以下、任意選択でガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下の低温燃焼ハイドレート燃料組成物を含み、全ガス発生剤組成物の約10重量%以上から約30重量%以下で存在する硝酸グアニジン共燃料、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在する塩基性硝酸銅酸化剤、及び全ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在する1つ以上のガス発生剤添加剤を更に含み得る。特定の変形例では、低温燃焼ハイドレート燃料は、ガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下で存在し得る。低温燃焼ハイドレート燃料化合物は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。そのようなガス発生剤は、低温燃焼であり得、燃焼時の最高火炎温度(T)は、約1400K(1,127℃)以上から約1700K(1,427℃)以下であり得る。 In yet another variation, the gas generant comprises at least about 5% and no more than about 50% by weight of the gas generant composition, optionally at least about 5% and no more than about 30% by weight of the gas generant composition. a guanidine nitrate co-fuel present at from about 10% to about 30% by weight of the total gas generant composition, from about 25% by weight of the total gas generant composition to It may further comprise a basic copper nitrate oxidant present at about 70% or less by weight, and one or more gas generant additives present at from 0% or more to about 15% or less by weight of the total gas generant composition. In certain variations, the cold-burning hydrate fuel may be present at greater than or equal to about 5% and less than or equal to about 30% by weight of the gas generant composition. The low temperature burning hydrate fuel compound may be selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. Such gas generants can be low temperature burning and can have a maximum flame temperature (T c ) during combustion of greater than or equal to about 1400 K (1,127° C.) and less than or equal to about 1700 K (1,427° C.).

更なる変形例では、低温燃焼ガス発生剤組成物は、シアヌル酸銅二水和物と、硝酸グアニジンを含む共燃料と、塩基性硝酸銅を含む酸化剤と、1つ以上のガス発生剤添加剤とを含む自動車の膨張式拘束システムのために企図され、ここで燃焼時の最高火炎温度(T)は約1700K(1,427℃)以下である。シアヌル酸銅二水和物は、任意選択でガス発生剤組成物の約5重量%以上から約30重量%以下で存在し、硝酸グアニジンを含む共燃料は、全ガス発生剤組成物の約15重量%以上から約50重量%以下で存在し得、塩基性硝酸銅を含む酸化剤は、全ガス発生剤組成物の約25重量%以上から約70重量%以下で存在し得、1つ以上のガス発生剤添加剤は、全ガス発生剤組成物の0重量%以上から約15重量%以下で存在し得る。そのような低温燃焼ガス発生剤組成物は、(i)約5.7モル/100cm以上のガス発生剤のガス収率、(ii)約10メガパスカル(MPa)の圧力で毎秒約18mm以上の線形燃焼速度、及び/又は(iii)約0.35以下の線形燃焼速度圧力指数のうち1つ以上を有し得る。 In a further variation, the low temperature combustion gas generant composition comprises copper cyanurate dihydrate, a co-fuel comprising guanidine nitrate, an oxidizing agent comprising basic copper nitrate, and one or more gas generant additions. and wherein the maximum flame temperature (T c ) during combustion is less than or equal to about 1700 K (1,427° C.). Copper cyanurate dihydrate is optionally present at from about 5% to about 30% by weight of the total gas generant composition, and the co-fuel comprising guanidine nitrate is present at about 15% by weight of the total gas generant composition. The oxidizing agent comprising basic copper nitrate may be present at from about 25% to about 70% by weight of the total gas generant composition, and one or more of the gas generant additive may be present from 0% or more to about 15% or less by weight of the total gas generant composition. Such low temperature combustion gas generant compositions have (i) a gas yield of gas generant of greater than or equal to about 5.7 moles/100 cm 3 , (ii) at a pressure of greater than or equal to about 10 megapascals (MPa) of greater than or equal to about 18 mm per second. and/or (iii) a linear burn rate pressure index of about 0.35 or less.

本発明の技術の様々な実施形態は、本明細書に含まれる特定の実施例によって更に理解することができる。特定の非限定的な例は、本教示による組成物、装置、及び方法をどのように作製及び使用するかを説明する目的で提供される。 Various embodiments of the present technology can be further understood through the specific examples included herein. Certain non-limiting examples are provided to illustrate how to make and use the compositions, devices, and methods according to the present teachings.

実施例1 Example 1

約140℃以上の水放出温度を有する低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含むガス発生剤がテストされる。より具体的には、シアヌル酸銅二水和物を含む混合物1及び混合物2と呼ばれるガス発生剤組成物をテストし、シアヌル酸銅二水和物の、火炎温度に対する影響、及び塩基性硝酸銅(bCN)と硝酸グアニジン(GuNO)とを主成分とし、過塩素酸アンモニウム共酸化剤とスラッギング剤として二酸化ケイ素(SiO)とを少量の百分率で含むガス発生剤配合物のガス収率に対する影響を評価する。組成及び実験結果を表1に示す。

Figure 0007240523000003
A gas generant comprising a cold burning hydrate fuel compound having a water release temperature of about 140° C. or greater is tested. More specifically, gas generant compositions designated Mixture 1 and Mixture 2 containing copper cyanurate dihydrate were tested to determine the effect of copper cyanurate dihydrate on flame temperature and basic copper nitrate. (bCN) and guanidine nitrate ( GuNO3 ) as major components, with minor percentages of ammonium perchlorate co-oxidant and silicon dioxide ( SiO2 ) as a slagging agent. Assess impact. The composition and experimental results are shown in Table 1.
Figure 0007240523000003

実施例2 Example 2

約140℃以上の水放出温度を有する低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含むガス発生剤がテストされる。より具体的には、シュウ酸メラミン銅二水和物を含む混合物3及び混合物4と呼ばれるガス発生剤組成物は、塩基性硝酸銅(bCN)と硝酸グアニジン(GuNO)とを主成分とし、過塩素酸アンモニウム共酸化剤とスラッギング剤として二酸化ケイ素(SiO)とを少量の百分率で含むガス発生剤の、火炎温度及びガス収率についてテストされる。組成及び実験結果を表2に示す。

Figure 0007240523000004
A gas generant comprising a cold burning hydrate fuel compound having a water release temperature of about 140° C. or greater is tested. More specifically, gas generant compositions called Mixture 3 and Mixture 4 containing melamine copper oxalate dihydrate were based on basic copper nitrate (bCN) and guanidine nitrate (GuNO 3 ), A gas generant containing a small percentage of ammonium perchlorate co-oxidant and silicon dioxide (SiO 2 ) as a slagging agent is tested for flame temperature and gas yield. Table 2 shows the composition and experimental results.
Figure 0007240523000004

実施例3 Example 3

約140℃以上の水放出温度を有する低温燃焼ハイドレート燃料化合物を含むガス発生剤がテストされる。より具体的には、マロン酸銅水和物を含む混合物5及び混合物6と呼ばれるガス発生剤組成物は、塩基性硝酸銅(bCN)と硝酸グアニジン(GuNO)とを主成分とし、過塩素酸アンモニウム共酸化剤とスラッギング剤として二酸化ケイ素(SiO)とを少量の百分率で含むガス発生剤の、火炎温度及びガス収率についてテストされる。組成及び実験結果を表3に示す。特に、例えば、混合物6では、約1405Kの低い最高火炎温度を達成することができるが、そのような実施形態では、体積ガス収率がいくらか低下する場合がある。

Figure 0007240523000005
A gas generant comprising a cold burning hydrate fuel compound having a water release temperature of about 140° C. or greater is tested. More specifically, gas generant compositions called Mixture 5 and Mixture 6 containing copper malonate hydrate were based on basic copper nitrate (bCN) and guanidine nitrate (GuNO 3 ), and perchlorinated A gas generant comprising a small percentage of ammonium acid co-oxidant and silicon dioxide (SiO 2 ) as a slagging agent is tested for flame temperature and gas yield. Table 3 shows the composition and experimental results. In particular, for example, with mixture 6, a low maximum flame temperature of about 1405 K can be achieved, although some reduction in volumetric gas yield may occur in such embodiments.
Figure 0007240523000005

実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的で提供される。それは、網羅的であったり、開示を制限したりすることを意図したものではない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は、全般的に、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合、交換可能であり、具体的に示されない、又は説明されない場合であっても、選択される実施形態で使用することができる。同じことも多くの方法で変えることができる。そのような変形例は、開示からの逸脱と見なされるべきではなく、そのような全ての修正は、開示の範囲内に含まれることを意図する。

The foregoing description of embodiments is provided for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit disclosure. Individual elements or features of a particular embodiment are generally not limited to that particular embodiment, but are interchangeable where applicable, even if not specifically shown or described. , can be used in selected embodiments. The same thing can be changed in many ways. Such variations are not to be considered a departure from the disclosure and all such modifications are intended to be included within the scope of the disclosure.

Claims (8)

炭素、水素、酸素、及び遷移金属を含む低温燃焼ハイドレート燃料を含む自動車の膨張式拘束システム用のガス発生剤組成物であって、前記低温燃焼ハイドレート燃料は、
(i)アミド、イミド、ヒドロキシル、カルボン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの官能基を含み、
(ii)0.5以上の酸素対炭素のモル比を有し、
(iii)少なくとも半個の水分子の水和を含み、
(iv)少なくとも-400キロジュール/モルの発熱の生成熱を有する、有機化合物の遷移金属塩又は有機化合物の遷移金属錯塩であり、
前記低温燃焼ハイドレート燃料は、シアヌル酸銅二水和物、シュウ酸メラミン銅二水和物、マロン酸銅水和物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、ことを特徴とするガス発生剤組成物。
A gas generant composition for an automotive inflatable restraint system comprising a cold burning hydrate fuel comprising carbon, hydrogen, oxygen and a transition metal, said cold burning hydrate fuel comprising:
(i) contains at least one functional group selected from the group consisting of amide, imide, hydroxyl, carboxylic acid, and combinations thereof;
(ii) has an oxygen to carbon molar ratio of 0.5 or greater ;
(iii) hydration of at least half of the water molecules;
(iv) a transition metal salt or transition metal complex of an organic compound having an exothermic heat of formation of at least −400 kilojoules /mole ;
wherein the cold-burning hydrate fuel is selected from the group consisting of copper cyanurate dihydrate, copper melamine oxalate dihydrate, copper malonate hydrate, and combinations thereof. generator composition.
前記低温燃焼ハイドレート燃料は窒素を更に含む、請求項1に記載のガス発生剤組成物。 2. The gas generant composition of claim 1, wherein said cold burning hydrate fuel further comprises nitrogen. 前記低温燃焼ハイドレート燃料の水放出温度は、示差走査熱量測定(DSC)で、加熱速度が5℃/分間、許容誤差±0.1℃/分間で測定した場合、140℃以上である、請求項1又は2に記載のガス発生剤組成物。 The water release temperature of the low-temperature burning hydrate fuel is 140° C. or more when measured by differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 5° C./minute and a tolerance of ±0.1° C./minute. 3. The gas generant composition according to Item 1 or 2 . 前記低温燃焼ハイドレート燃料は、前記ガス発生剤組成物の5重量%から50重量%の範囲で存在し、前記ガス発生剤組成物は、任意選択で、前記ガス発生剤組成物10重量%から50重量%の範囲で存在する共燃料と、前記ガス発生剤組成物25重量%から70重量%の範囲で存在する酸化剤と、前記ガス発生剤組成物0重量%から15重量%の範囲で存在する1つ以上のガス発生剤添加剤とを更に含む、請求項1、2又は3に記載のガス発生剤組成物。 The cold-burning hydrate fuel is present in a range of 5% to 50% by weight of the gas generant composition, and the gas generant composition is optionally 10% by weight of the gas generant composition. to 50% by weight of the gas generant composition ; an oxidizer present in the range of 25% to 70% by weight of the gas generant composition; and 0% to 15% by weight of the gas generant composition. 4. The gas generant composition of claim 1 , 2 or 3 further comprising one or more gas generant additives present in the range of . 前記低温燃焼ハイドレート燃料は、前記ガス発生剤組成物の5重量%から30重量%の範囲で存在し、燃焼時の最高火炎温度(T)が1400K(1,127℃)から1700K(1,427℃)である、請求項1乃至4の何れか1項に記載のガス発生剤組成物。 The low-temperature burning hydrate fuel is present in a range of 5% to 30% by weight of the gas generant composition, and has a maximum flame temperature (T c ) during combustion of 1400 K (1,127° C.) to 1700 K (1,127° C.). , 427° C.) . (i)5.7モル/100cm以上のガス発生剤組成物のガス収率、
(ii)10メガパスカル(MPa)の圧力で毎秒約18mm以上の線形燃焼速度、又は
(iii)0.35以下の線形燃焼速度圧力指数のうちの1つ以上を有する、請求項1乃至5の何れか1項に記載のガス発生剤組成物。
(i) a gas yield of the gas generant composition of 5.7 mol /100 cm 3 or more;
(ii) a linear burn rate of greater than or equal to about 18 mm per second at a pressure of 10 megapascals (MPa); or (iii) a linear burn rate pressure index of less than or equal to 0.35 . The gas generant composition according to any one of claims 1 to 3 .
硝酸グアニジン、5,5’-ビテトラゾール二アンモニウム(DABT)、二硝酸銅ビスグアニル尿素、硝酸ヘキサミンコバルト(III)、銅ジアンミンビテトラゾール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される共燃料と、塩基性硝酸銅、アルカリ金属又はアルカリ土類金属硝酸塩、過塩素酸アルカリ金属塩、過塩素酸アルカリ土類金属塩、又は過塩素酸アンモニウム塩、金属酸化物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される酸化剤とを更に含む、請求項1乃至6の何れか1項に記載のガス発生剤組成物。 a co-fuel selected from the group consisting of guanidine nitrate, 5,5′-bitetrazole diammonium (DABT), copper bisguanyl urea dinitrate, hexamine cobalt(III) nitrate, copper diammine bitetrazole, and combinations thereof; and a base. selected from the group consisting of: copper nitrate, alkali metal or alkaline earth metal nitrate, alkali metal perchlorate, alkaline earth metal perchlorate, or ammonium perchlorate, metal oxides, and combinations thereof 7. The gas generant composition of any one of claims 1-6 , further comprising an oxidizing agent. 前記ガス発生剤組成物15重量%から50重量%の範囲で存在する硝酸グアニジンを含む共燃料と、前記ガス発生剤組成物25重量%から70重量%の範囲で存在する塩基性硝酸銅を含む酸化剤とを更に含む、請求項1乃至7の何れか1項に記載のガス発生剤組成物。 a co- fuel comprising guanidine nitrate present in the range of 15% to 50% by weight of the gas generant composition and basic copper nitrate present in the range of 25% to 70% by weight of the gas generant composition; 8. The gas generant composition according to any one of claims 1 to 7 , further comprising an oxidizing agent comprising:
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